鐵基合金-碳復(fù)合納米纖維的制備、表征與微波吸收性能研究.pdf

1、近年來(lái)，為了解決日益嚴(yán)重的電磁干擾問(wèn)題和滿足軍事裝備的電磁隱身需求，新型高性能微波吸收材料的研發(fā)已成為民用和軍事領(lǐng)域的重要課題。本文采用靜電紡絲技術(shù)結(jié)合后期預(yù)氧化和碳化處理成功制備出了一系列直徑在200~300nm的Fe-Ni合金/C和Fe-Co合金/C復(fù)合納米纖維，使用熱重-差熱分析(TG-DTA)、X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線能譜(EDS)、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VS

2、M)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)等手段分析了聚丙烯腈基前驅(qū)體纖維的預(yù)氧化行為，系統(tǒng)研究了碳化溫度、合金含量及合金中Fe含量對(duì)Fe基合金/C復(fù)合納米纖維的結(jié)構(gòu)、形貌、電磁特性和微波吸收性能的影響。結(jié)果顯示：原位形成的Fe基合金納米顆粒較均勻地分布在碳納米纖維中，且被石墨碳層所包覆，所制備的Fe基合金/C復(fù)合納米纖維表現(xiàn)出優(yōu)良的微波吸收性能；碳化溫度、合金含量及合金組成對(duì)復(fù)合納米纖維的靜磁和電磁特性有著顯著的影響，通過(guò)調(diào)節(jié)這3個(gè)因素可對(duì)復(fù)合納

3、米纖維的微波吸收性能進(jìn)行方便有效的調(diào)控。
　　對(duì)于Fe-Ni合金/C復(fù)合納米纖維，在所考察的實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，當(dāng)碳化溫度為1000℃、合金質(zhì)量百分含量為36.5％或合金中Fe原子百分含量為80%時(shí)，相應(yīng)硅橡膠基吸波涂層總體上表現(xiàn)出更好的微波吸收性能；涂層厚度為1.2~2.3mm時(shí)，反射率小于-20dB的吸收帶寬分別為10.4GHz(7.6~18GHz)、8.7GHz(9.3~18GHz)和11.2GHz(6.6~17.8GHz)，覆

4、蓋部分C波段和整個(gè)X及Ku波段，最小反射率各自達(dá)到-40.6dB、-44.1dB和-44.5dB。
　　對(duì)于Fe-Co合金/C復(fù)合納米纖維，在所研究的實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，當(dāng)碳化溫度為1000℃、合金質(zhì)量百分含量為34.4%或合金中Fe原子百分含量為50%時(shí)，相應(yīng)吸波涂層具有更好的微波吸收性能；涂層厚度為1.3~2.4mm時(shí)，反射率小于-20dB的頻率范圍各自為7.1~18GHz、7.9~18GHz和6.5~18GHz，最小反射率分別達(dá)